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紫萁小菇生物学特性的初步研究



全 文 :中国农学通报 2013,29(25):142-145
Chinese Agricultural Science Bulletin
0 引言
天麻(Gastrodia elata Blume)为兰科(Orchidaceae)
多年共生草本植物,是传统的名贵中药。天麻中主要
含有香荚兰醇、天麻素、天麻苷元等有效成分,近年来
还发现天麻中含有甾醇、有机酸、多糖、抗真菌蛋白、微
量元素、胡萝卜素、棕榈酸等[1],具有镇静、镇痛、抗惊
厥、抗衰老、有助于记忆力、改善循环及免疫功能等药
理作用。由于天麻具有这些药理作用,使得该药的需
求量很大,因此天麻的人工栽培量也很大。天麻是一
种高度退化的兰科植物,无根、无叶绿体叶片,不能从
土壤中大量吸收水分、无机和有机营养物质,也不能利
用阳光进行光合作用,种子的萌发和营养生长阶段所
需营养物质完全(或主要)来自真菌,天麻种子必须靠
小菇属一类真菌浸染种胚提供营养才能正常发芽[2-5]。
天麻种子的萌发菌有很多种类,徐锦堂等[6]先后
从天麻种子发芽的原球茎中筛选分离到 12种可供给
天麻种子萌发营养的真菌,紫萁小菇是其中的一种,其
与天麻种子拌播,发芽率在20%以上,说明紫萁小菇对
基金项目:四川省农业厅基金项目“国家现代产业技术体系四川马铃薯创新团队项目”(川农业[2008]225号)。
第一作者简介:李方安,男,1958年出生,四川仁寿人,实验师。通信地址:611130四川省成都市温江区惠民路211号四川农业大学农学院,E-mail:
442878713@qq.com。
通讯作者:秦芸,女,1958年出生,四川成都人,高级实验师,从事植物病理学研究。通信地址:611130四川省成都市温江区惠民路211号四川农业大
学农学院,E-mail:sauqinyun999@126.com。
收稿日期:2013-05-30,修回日期:2013-07-21。
紫萁小菇生物学特性的初步研究
李方安 1,潘 燕 2,秦 芸 1
(1四川农业大学农学院,成都 611130;2四川农业大学动物医学院,四川雅安 625014)
摘 要:为研究紫萁小菇的生物学特性,设置不同的温度、光照、pH和营养物质条件,观察紫萁小菇菌丝
的生长情况。结果表明:菌丝在5℃和高于35℃的条件下不能生长,10~15℃和30℃生长速度缓慢,最适
生长温度为20~25℃;光照条件对紫萁小菇菌丝的生长影响不大;紫萁小菇在pH 4.5~10.5均能生长,最
适pH 4.5左右,中性和偏酸性条件下菌丝生长情况明显好于偏碱性条件;菌丝在PDA培养基上生长最
快;不同氮源中长势最好的是甘氨酸。
关键词:紫萁小菇;生物学特性
中图分类号:S567.3 文献标志码:A 论文编号:2013-1512
Primary Study on Biological Characteristics of Myeena osmundieola Lange
Li Fang’an1, Pan Yan2, Qin Yun1
(1College of Agriculture, Sichuan Agricultural University, Chengdu 611130;
2College of Veterinary Medicine, Sichuan Agricultural University, Ya’an Sichuan 625014)
Abstract: This experiment was aimed at studying the biological characteristics of Myeena osmundieola Lange.
We set different conditions of temperature, light, pH and nutrient to observe the growth situation of Myeena
osmundieola Lange’s mycelium. The results showed that: mycelium couldn’t grow at 5℃ and above 35℃, and
grew slowly between 10℃ and 15℃ and at 30℃ . The optimum temperature was between 20℃ and 25℃ .
Illumination had no effect on the growth of the mycelium. There was a wide range pH for its growth, from 4.5 to
10.5, and the optimum pH was about 4.5. Under the conditions of neutral and partial acid the mycelium’s
growth situation was much better than alkaline condition. The effects of different carton source on the growth of
mycelium showed that it grew fast on the PDA, and glycin as nitrogen in all for mycelium growth was the best.
Key words: Myeena osmundieola Lange; biological characteristics
李方安等:紫萁小菇生物学特性的初步研究
天麻种子萌发的促进作用比较显著。近年来对天麻萌
发菌生物学特性的研究虽有报道[6-9],但仍然没有紫萁
小菇生物学特性的系统报道。笔者就温度、光照、pH
及营养条件对紫萁小菇菌丝体生长的影响进行研究,
以期对天麻人工栽培中的紫萁小菇拌种提供一定的萌
发条件依据。
1 材料与方法
1.1 试验时间、地点
研究田间试验于 2013年在云南省昭通市彝良县
小草坝进行,室内试验于2013年在四川农业大学农学
院植物病理实验室进行。
1.2 试验材料
从云南省昭通市彝良县小草坝采集分离得到,分
离与纯化的方法参照徐锦堂[10]的方法进行。
1.3 试验方法
1.3.1 温度 将供试菌株在PDA培养基上培养 20天的
菌落,用打孔器取直径5 mm的菌饼,置于PDA培养基
平板中央,分别放在 5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、
35℃、40℃恒温培养箱中培养,每个处理3个重复。分
别于5、10、15、20天测定菌落直径并记载菌落形态。
1.3.2 光照 设置黑暗(24 h)、半光照(12 h光照+12 h黑
暗)和全光照(24 h)3个不同处理,每个处理 3个重复,
按1.3.1的方法进行培养、观察。
1.3.3 pH 将 PDA培养基调节成不同的 pH(4.5、5.5、
6.5、7.5、8.5、9.5、10.5)。每个处理 3个重复,按 1.3.1的
方法进行培养、观察。
1.3.4 碳源 以Czapek培养基为基础培养基,分别用葡
萄糖、麦芽糖、乳糖、可溶性淀粉作为替换碳源,用等量
的碳置换其中的硝酸钠,做成不同碳源的培养基。每
个处理3个重复,按1.3.1的方法进行培养、观察。
1.3.5 氮源 以Czapek培养基为基础培养基,分别用硝
酸钾、硫酸铵、草酸铵、甘氨酸、尿素作为替换氮源,用
等量的氮置换其中的硝酸钠,做成不同氮源的培养
基。每个处理 3个重复,按 1.3.1的方法进行培养、观
察。
1.3.6 数据分析 利用 SPSS 19.0分析软件,对所得数
据用Duncan多重比较法进行统计学分析。
2 结果与分析
2.1 温度
紫萁小菇菌丝在 5℃和高于 35℃的条件下不能生
长,10~15℃和30℃生长速度缓慢,20~25℃生长速度最
快,为紫萁小菇的最适生长温度。对不同处理间的差异
显著性分析见表1。在最适温度条件下PDA培养基上
20天左右菌落可长满整个培养皿(培养皿直径为9 cm),菌
落圆形,菌落边缘整齐,菌丝颜色为白色,从菌落中心
到边缘菌丝逐渐变得稀疏,随着培养时间的增长,菌落
中央菌丝的颜色逐渐变为褐色。
2.2 光照
光照条件对菌丝生长的影响不大,黑暗和半光照
条件下菌丝生长速度相似,前10天比全光照条件下生
长速度稍快;后10天在全光照条件下菌丝生长速度加
快并超过在黑暗和半光照条件下的生长速度。差异显
著性分析见表2。
2.3 pH
菌丝在 pH4.5~10.5均能生长,pH 4.5时生长速度
最快。在 pH 5.5~8.5的范围内生长较好,它们间的差
异不显著;在 pH 9.5~10.5的范围内菌丝生长缓慢,尤
其是 pH 10.5时菌丝的生长已受到抑制。说明紫萁小
菇的菌丝能在较宽的 pH范围内生长。差异显著性分
析见表3。
2.4 碳源
紫萁小菇的菌丝在以Czapek培养基为基础的培
养基上,以可溶性淀粉作为碳源的培养基上生长速度
最快,其次为麦芽糖作为碳源的培养基,它们之间无显
著性差异。在蔗糖、葡萄糖、乳糖分别作为碳源的培养
基上菌丝生长缓慢,而在PDA培养基上菌丝生长速度
明显快于其他培养基。差异显著性分析见表4。20天
的培养时间内,菌落的直径基本未达到培养皿的一半,
温度/℃
40
35
30
25
20
15
10
5
菌落直径/cm
5 d
0.00aA
0.00aA
1.77bB
2.13cC
2.20cC
1.40dD
1.07eE
0.00aA
10 d
0.00aA
0.00aA
2.20bB
4.67cC
4.23dD
3.33eE
1.30fF
0.00aA
15 d
0.00aA
0.00aA
3.13bB
7.00cC
6.67dD
4.47eE
1.77fF
0.00aA
20 d
0.00aA
0.00aA
3.37bB
8.00cC
7.53dD
4.67eE
2.17fF
0.00aA
表1 不同温度对菌落生长的影响
注:菌落直径是3个重复的平均值。同一列中字母相同表示差异不
显著。小写字母代表P=0.05,大写字母代表P=0.01。下同。
光照条件
黑暗
半光照
全光照
5 d
1.60aA
1.77bA
1.23cB
10 d
3.53aA
3.53aA
3.43aA
15 d
5.60aA
5.50aA
5.73aA
20 d
6.33aA
6.33aA
6.83aA
表2 不同光照条件对菌落生长的影响 cm
·· 143
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
说明紫萁小菇并不能充分利用Czapek培养基中的营
养物质来生长。
2.5 氮源
不同氮源的培养基上,紫萁小菇菌丝的生长情况
有一定的差异。在以草酸铵和尿素分别为氮源的培养
基上,菌丝不生长;在以硝酸钠、硝酸钾、硫酸铵和甘氨
酸分别为氮源的培养基上菌丝生长速度缓慢,而在
PDA培养基上菌丝生长速度明显快于其他培养基,说
明紫萁小菇能够更好地利用PDA培养基中的营养物
质来生长。差异显著性分析见表5。
3 结论
上述研究表明,紫萁小菇菌丝在 5℃条件下不生
长,在10~30℃条件下均能生长,10~15℃和30℃生长速
度缓慢,菌丝生长的最适温度在20~25℃之间,以25℃
生长最快,这和真菌的生长温度范围相符合。3种不
同光照条件下紫萁小菇菌丝的生长情况相似,前10天
在黑暗和半光照条件下生长速度比全光照条件下稍
快,这可能是因为天麻种子萌发初期是处于土壤里的
黑暗环境中,黑暗的环境有利于萌发菌的生长;后 10
天全光照条件下菌丝的生长速度超过了黑暗和半光照
2种条件,这可能是因为天麻种子萌发后的幼芽穿出
土壤暴露在光照中,此时光照的条件更有利于菌丝的
生长。紫萁小菇菌丝在pH 4.5~10.5范围内均能生长,
但中性及偏酸性条件下菌丝生长情况明显好于偏碱性
条件,说明其适应在较宽的pH范围内生长。从不同碳
源对菌丝生长速度的影响来看,在PDA培养基上的生
长最快,其次为可溶性淀粉替代Czapek培养基中的蔗
糖作为碳源的培养基,可能是这 2种培养基中含有丰
富的淀粉,有利于菌丝的生长。在Czapek培养基上菌
丝生长速度最慢,说明紫萁小菇不能很好地适应在该
培养基上生长。从不同氮源对菌丝生长速度的影响来
看,依然是在PDA培养基上的生长最快,其次为甘氨
酸作为氮源的培养基,可能是因为PDA培养基中含有
氨基酸,紫萁小菇能够利用这些氨基酸进行生长;在以
硝酸钠、硝酸钾和硫酸铵分别为氮源的培养基上菌丝
生长缓慢,而在以草酸铵和尿素分别为氮源的培养基
上,菌丝不生长,可能是因为紫萁小菇能利用很少或者
不能利用氨基酸以外的氮源用于生长。
4 讨论
从温度对紫萁小菇菌丝生长的影响来看,菌丝在
30℃条件下生长速度缓慢,这与冉砚珠等[11]报道的天
麻种子萌发菌在30℃时菌丝停止生长不同,说明不同
的萌发菌在对温度的敏感性上存在差异。报道中30℃
只是抑制菌丝的生长而并没有致死,本研究中35℃以
上菌丝不再生长,该温度是否将菌丝致死还有待进一
步研究。菌丝生长的最适温度在 20~25℃,以 25℃生
长最快,这与冉砚珠等[11]报道的天麻种子萌发菌的最
适生长温度基本一致。不同光照条件下紫萁小菇菌丝
的生长情况,20天培养时间中光照条件下较黑暗条件
下生长情况稍好,与程立君等[9]报道的萌发菌有相似
之处,与王平平等[12]报道的绶草茵根真菌不同,说明不
同真菌的生长对光照条件的要求存在差异。在中性和
偏酸性条件下菌丝生长情况明显好于偏碱性条件,与
辛雅芬等[13]报道的芦苇内生真菌Mü1W1C6菌株有区
别,这可为人工种植天麻时土壤pH的选择提供参考。
从不同碳、氮源对菌丝生长速度的影响来看,在PDA
培养基上的生长速度最快,这验证了已有的关于真菌
pH
4.5
5.5
6.5
7.5
8.5
9.5
10.5
菌落直径/cm
5 d
2.30aA
1.87bB
1.70cBC
1.67cdBC
1.50dC
1.50dC
1.13eE
10 d
5.70aA
4.97bB
4.43cC
4.17cdC
4.07dC
3.47eD
2.27fE
15 d
7.60aA
7.43aAB
7.00bBC
6.73bcC
6.67cC
5.13dD
2.93eE
20 d
8.00aA
8.00aA
8.00aA
8.00aA
8.00aA
6.13bB
3.00cC
表3 不同pH对菌落生长的影响
碳源
蔗糖
葡萄糖
麦芽糖
乳糖
可溶性淀粉
PDA
5 d
0.27aA
0.40aA
0.87bdB
0.70bB
0.97dB
2.20eC
10 d
0.96aA
1.37bB
1.90cC
1.06aAB
2.03cC
4.23dD
15 d
1.40aA
2.27bB
2.43bB
1.77cA
2.97dC
6.67eD
20d
1.57aA
3.00bB
3.97cC
2.37dD
4.10cC
7.53eE
表4 不同碳源对菌落生长的影响 cm
氮源
硝酸钠
硝酸钾
硫酸铵
草酸铵
甘氨酸
尿素
PDA
5 d
0.27aAB
0.43aB
0.47aB
0.00bA
0.37aB
0.00bA
2.20cC
10 d
0.97aA
0.77aA
0.83aA
0.00bB
0.77aA
0.00bB
4.23cC
15 d
1.40aA
1.73bB
0.83cC
0.00dD
1.50aA
0.00dD
6.67eE
20 d
1.57aA
2.37bB
0.83cC
0.00dD
2.50bB
0.00dD
7.53eE
表5 不同氮源对菌落生长的影响 cm
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李方安等:紫萁小菇生物学特性的初步研究
生物学特性研究报道中[9,12-15]选择 PDA作为培养基的
正确性。单独从不同氮源对菌丝生长速度的影响来
看,以甘氨酸作为氮源的培养基上菌丝生长速度最快,
在以硝酸钠、硝酸钾和硫酸铵分别为氮源的培养基上
菌丝生长缓慢,而在以草酸铵和尿素分别为氮源的培
养基上,菌丝不生长,说明有机氮源更有利于菌丝的生
长,无机氮源不利于菌丝的生长。通过碳、氮源2个研
究,说明紫萁小菇在PDA培养基上能够快速的生长,
而在Czapek培养基上生长情况不理想,其是否能在其
他培养基上更好地生长还有待进一步研究。
笔者就紫萁小菇的生物学特性作了实验室的初步
研究,找到其生长的最适条件,但在实际生产中除了温
度、光照、土壤的pH以及营养物质条件外,还有很多其
他自然因素能够影响紫萁小菇的生长,这些自然因素
对其生长的影响还有待进一步研究。
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